Hur ett rymdskepp flyger. Varför flyger den och hur fungerar en raket?

Vad är en rymdraket? Hur är det uppbyggt? Hur flyger den? Varför reser människor i rymden på raketer?

Det verkar som att allt detta har varit känt för oss länge och väl. Men låt oss kontrollera oss själva för säkerhets skull. Låt oss upprepa alfabetet.

Vår planet Jorden är täckt med ett lager av luft - atmosfären. På jordens yta är luften ganska tät och tjock. Högre tunnar det ut. På en höjd av hundratals kilometer "tynar den bort" omärkligt och passerar in i det luftlösa yttre rymden.

Jämfört med luften vi lever i är det tomt. Men strikt vetenskapligt sett är tomheten fortfarande inte fullständig. Hela detta utrymme penetreras av solens och stjärnornas strålar och fragment av atomer som flyger från dem. Kosmiska dammpartiklar flyter i den. Du kan stöta på en meteorit. I mångas närhet himlakroppar spår av deras atmosfär känns. Därför kan vi inte kalla det luftlösa yttre rymden tomt. Vi kommer helt enkelt att kalla det rymd.

Samma lag gäller både på jorden och i rymden. universell gravitation. Enligt denna lag attraherar alla föremål varandra. Draget av den enorma jordklotet är mycket märkbar.

För att bryta dig loss från jorden och flyga ut i rymden måste du först och främst på något sätt övervinna dess gravitation.

Planet övervinner det bara delvis. När den lyfter vilar den sina vingar mot luften. Och den kan inte stiga till platser där luften är väldigt tunn. Speciellt i rymden, där det inte finns någon luft alls.

Du kan inte klättra i ett träd högre än själva trädet.

Vad ska man göra? Hur "klättrar" man ut i rymden? Vad kan du lita på där det inte finns något?

Låt oss föreställa oss som enorma jättar. Vi står på jordens yta och atmosfären är midjedjup. Vi har bollen i våra händer. Vi släpper den från våra händer - den flyger ner mot jorden. Faller för våra fötter.

Nu kastar vi bollen parallellt med jordens yta. Genom att lyda oss ska bollen flyga över atmosfären, framåt, där vi kastade den. Men jorden slutade inte dra honom mot sig själv. Och genom att lyda henne måste han, som första gången, flyga ner. Bollen tvingas lyda båda. Och därför flyger den någonstans i mitten mellan två riktningar, mellan "framåt" och "nedåt". Bollens väg, dess bana, erhålls i form av en krökt linje som böjer sig mot jorden. Bollen sjunker, störtar ner i atmosfären och faller till jorden. Men inte längre vid våra fötter, utan någonstans längre bort.

Låt oss kasta bollen hårdare. Han kommer att flyga snabbare. Under påverkan av jordens gravitation kommer den att börja vända sig mot den igen. Men nu är det mer ihåligt.

Låt oss kasta bollen ännu hårdare. Han flög så fort, började svänga så grunt att han inte längre hann falla till jorden. Dess yta "rundar" under honom, som om den lämnade under honom. Bollens bana, även om den böjer sig mot jorden, är inte tillräckligt brant. Och det visar sig att bollen, medan den kontinuerligt faller mot jorden, flyger runt jordklotet. Dess bana stängdes till en ring och blev en omloppsbana. Och bollen kommer nu att flyga över den hela tiden. Utan att sluta falla mot jorden. Men utan att närma sig den, utan att slå den.

För att sätta en boll i en cirkulär bana som denna måste du kasta den med en hastighet av 8 kilometer per sekund! Denna hastighet kallas cirkulär, eller första kosmisk hastighet.

Det är konstigt att denna hastighet kommer att bibehållas av sig själv under flygningen. Flyget saktar ner när något stör flygningen. Och ingenting stör bollen. Han flyger över atmosfären, i rymden!

Hur kan du flyga "med tröghet" utan att stanna? Detta är svårt att förstå eftersom vi aldrig har bott i rymden. Vi är vana vid att vi alltid är omgivna av luft. Vi vet att en bomullstuss, oavsett hur hårt du kastar den, inte kommer att flyga långt, kommer att fastna i luften, stanna och falla till jorden. I rymden flyger alla föremål utan att stöta på motstånd. Med en hastighet av 8 kilometer per sekund kan ovikta tidningsark, gjutjärnsvikter, små leksaksraketer av kartong och riktiga rymdskepp av stål flyga i närheten. Alla kommer att flyga sida vid sida, inte släpa efter eller köra om varandra. De kommer att kretsa runt jorden på samma sätt.

Men låt oss gå tillbaka till bollen. Låt oss kasta det ännu hårdare. Till exempel med en hastighet av 10 kilometer per sekund. Vad kommer att hända med honom?

Raketer kretsar med olika initiala hastigheter.

Med denna hastighet kommer banan att räta ut ännu mer. Bollen kommer att börja röra sig bort från jorden. Sedan kommer den att sakta ner och mjukt vända tillbaka mot jorden. Och när den närmar sig den kommer den att accelerera precis till den hastighet med vilken vi skickade den att flyga, upp till tio kilometer per sekund. I denna hastighet kommer han att rusa förbi oss och fortsätta vidare. Allt kommer att upprepas från början. Återigen stiga med inbromsning, vända, falla med acceleration. Denna boll kommer heller aldrig att falla till marken. Han gick också i omloppsbana. Men inte längre cirkulär, utan elliptisk.

En boll som kastas med en hastighet av 11,1 kilometer per sekund kommer att "nå" själva månen och först då vända tillbaka. Och med en hastighet av 11,2 kilometer per sekund kommer den inte att återvända till jorden alls, den kommer att gå iväg för att vandra runt i solsystemet. Hastigheten på 11,2 kilometer per sekund kallas den andra kosmiska hastigheten.

Så du kan bara stanna i rymden med hjälp av hög hastighet.

Hur kan man accelerera till åtminstone den första kosmiska hastigheten, upp till åtta kilometer per sekund?

Hastigheten för en bil på en bra motorväg överstiger inte 40 meter per sekund. TU-104-flygplanets hastighet är inte mer än 250 meter per sekund. Och vi måste röra oss med en hastighet av 8000 meter per sekund! Flyg mer än trettio gånger snabbare än ett flygplan! Det är absolut omöjligt att rusa i sådan fart i luften. Luften "släpper inte in". Han blir en ogenomtränglig mur på vår väg.

Det är därför vi då, som föreställer oss själva som jättar, "lutade oss ut midjedjupt" från atmosfären ut i rymden. Luften störde oss.

Men mirakel sker inte. Det finns inga jättar. Men du måste fortfarande "sticka ut huvudet". Vad ska jag göra? Att bygga ett hundratals kilometer högt torn är löjligt att ens tänka på. Vi måste hitta ett sätt att långsamt, "långsamt", passera genom den tjocka luften ut i rymden. Och bara där det inte finns något som hindrar dig från att accelerera "på en bra väg" till den hastighet som krävs.

Med ett ord, för att stanna i rymden måste du accelerera. Och för att accelerera måste du först komma till rymden och stanna där.

För att hålla på, skynda på! För att accelerera - håll ut!

Vår underbara ryske forskare Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky föreslog en gång en väg ut ur denna onda cirkel för människor. Endast en raket är lämplig för att gå ut i rymden och accelerera in i den. Detta är vad vår konversation kommer att gå på härnäst.

Raketen har varken vingar eller propellrar. Hon kan inte lita på någonting under flygning. För att accelerera behöver den inte trycka av från någonting. Den kan röra sig både i luften och i rymden. Långsammare i luften, snabbare i rymden. Den rör sig på ett reaktivt sätt. Vad betyder det? Låt oss ta med en gammal, men väldigt bra exempel.

Stranden av en lugn sjö. Det ligger en båt två meter från stranden. Näsan pekar ut i sjön. Det står en kille i aktern på båten och vill hoppa i land. Han satte sig, ansträngde sig, hoppade av all kraft... och "landade" säkert på stranden. Och båten... började röra sig och flöt tyst bort från stranden.

Vad hände? När pojken hoppade fungerade hans ben som en fjäder, som trycktes ihop och sedan rätades ut. Denna "fjäder" i ena änden tryckte mannen upp på stranden. För andra - en båt i sjön. Båten och mannen knuffade undan varandra. Båten flöt, som man säger, tack vare rekylen, eller reaktionen. Detta är det reaktiva sättet att röra sig.

Schema flerstegsraket.

Återkomsten är välkänd för oss. Kom ihåg till exempel hur en kanon skjuter. När den avfyras flyger projektilen framåt från pipan, medan själva pistolen rullar kraftigt tillbaka. Varför? Ja, allt av samma anledning. Krutet inuti pistolpipan, som brinner, förvandlas till heta gaser. Försöker fly trycker de inifrån på alla väggar, redo att riva kanonpipan i bitar. De trycker ut en artillerigranat och, expanderande, fungerar också som en fjäder - "kasta på olika sidor"pistol och granat. Bara projektilen är lättare, och den kan kastas många kilometer bort. Pistolen är tyngre, och den kan bara rullas tillbaka lite.

Låt oss nu ta en vanlig liten krutraket, som har använts till fyrverkerier i hundratals år. Detta är ett papprör, stängt på ena sidan. Det är krut inuti. Om du tänder eld på den brinner den och förvandlas till heta gaser. De bryter ut genom den öppna änden av röret och kastar sig bakåt och raketen framåt. Och de trycker henne så hårt att hon flyger mot himlen.

Krutraketer har funnits länge. Men för stora rymdraketer är krut, det visar sig, inte alltid bekvämt. För det första är krut inte alls det mest kraftfulla sprängämnet. Alkohol eller fotogen, till exempel, om de är fint sprayade och blandas med droppar flytande syre, exploderar kraftigare än krut. Sådana vätskor har vanligt namn- bränsle. Och flytande syre eller vätskor som ersätter det, som innehåller mycket syre, kallas ett oxidationsmedel. Bränslet och oxidationsmedlet bildar tillsammans raketbränsle.

En modern raketmotor för flytande drivmedel, eller förkortat LRE, är en mycket hållbar, flaskformad förbränningskammare av stål. Dess hals med en klocka är ett munstycke. In i kammaren genom rör in stora mängder bränsle och oxidationsmedel injiceras kontinuerligt. Kraftig förbränning uppstår. Lågorna rasar. Heta gaser brast ut genom munstycket med otrolig kraft och ett högt dån. De slår sig loss och trycker in kameran baksidan. Kameran är fäst vid raketen, och det visar sig att gaserna trycker på raketen. Gasströmmen riktas bakåt, och därför flyger raketen framåt.

Modern stor raket ser ut så. Nedanför, i dess stjärt, finns motorer, en eller flera. Ovanför är nästan allt ledigt utrymme upptaget av bränsletankar. Överst, i raketens huvud, placeras det den flyger för. Att hon måste "leverera till adressen". I rymdraketer det kan vara någon sorts satellit som måste sättas i omloppsbana, eller rymdskepp med astronauterna.

Själva raketen kallas en bärraket. Och en satellit eller ett skepp är en nyttolast.

Så det är som om vi har hittat en väg ut ur den onda cirkeln. Vi har en raket med en flytande raketmotor. När den rör sig på ett reaktivt sätt kan den "tyst" passera genom den täta atmosfären, gå ut i rymden och där accelerera till den hastighet som krävs.

Den första svårigheten som raketforskare stötte på var brist på bränsle. Raketmotorer är medvetet gjorda för att vara väldigt "frossiga" så att de bränner bränsle snabbare, producerar och kastar tillbaka så många gaser som möjligt. Men... raketen hinner inte få upp ens halva hastigheten innan bränslet i tankarna tar slut. Och detta trots att vi bokstavligen fyllde hela insidan av raketen med bränsle. Göra raketen större för att få plats med mer bränsle? Kommer inte hjälpa. Att accelerera en större, tyngre raket kommer att ta mer bränsle, och det blir ingen fördel.

Tsiolkovsky föreslog också en väg ut ur denna obehagliga situation. Han tipsade om att göra flerstegsraketer.

Vi tar några missiler olika storlekar. De kallas steg - första, andra, tredje. Vi lägger den ena på den andra. Nedan är den största. Mindre för henne. Ovanpå ligger den minsta, med nyttolasten i huvudet. Det här är en trestegsraket. Men det kan finnas fler steg.

Under start börjar det första, mest kraftfulla steget att accelerera. Efter att ha använt bränslet separeras det och faller tillbaka till jorden. Raketen gör sig av med övervikt. Det andra steget börjar fungera, fortsätter accelerationen. Dess motorer är mindre, lättare och de förbrukar bränsle mer ekonomiskt. Efter att ha slutfört sitt arbete separeras också det andra steget och skickar stafettpinnen till den tredje. Det är redan ganska lätt för den. Hon avslutar accelerationen.

Alla rymdraketer är flerstegs.

Nästa fråga är vad är det bästa sättet för en raket att ta sig ut i rymden? Kanske kan vi, som ett flygplan, lyfta längs en betongbana, lyfta från jorden och, gradvis öka på höjden, stiga upp i luftlöst rymd?

Det är inte lönsamt. Du måste flyga i luften för länge. Vägen genom atmosfärens täta lager bör förkortas så mycket som möjligt. Därför, som du säkert märkt, flyger alla rymdraketer, oavsett var de flyger senare, alltid rakt upp. Och bara i tomma luften vänder de gradvis åt rätt håll. Denna typ av start är den mest ekonomiska när det gäller bränsleförbrukning.

Flerstegsraketer skickar nyttolasten i omloppsbana. Men till vilken kostnad? Döm själv. För att lägga ett ton i en låg omloppsbana om jorden måste du bränna flera tiotals ton bränsle! För en last på 10 ton - hundratals ton. Amerikansk raket Saturnus 5, som sätter 130 ton i låg omloppsbana om jorden, väger själv 3 000 ton!

Och det kanske mest plågsamma är att vi fortfarande inte vet hur vi ska skicka tillbaka bärraketer till jorden. Efter att ha gjort sitt jobb, accelererat nyttolasten, separeras de och... faller. De kraschar på marken eller drunknar i havet. Vi kan inte använda dem en andra gång.

Föreställ dig om ett passagerarplan byggdes för bara en flygning. Otrolig! Men raketer, som kostar mer än flygplan, byggs bara för en flygning. Därför är det mycket dyrt att skjuta upp varje satellit eller rymdfarkost i omloppsbana.

Men vi avviker.

Vår uppgift är inte alltid bara att placera nyttolasten i en cirkulär omloppsbana nära jorden. Mycket oftare ges en mer komplex uppgift. Till exempel att leverera en nyttolast till månen. Och ibland ta henne tillbaka därifrån. I det här fallet, efter att ha gått in i en cirkulär bana, måste raketen utföra många fler olika "manövrar". Och de kräver alla bränsleförbrukning.

Så nu ska vi prata om dessa manövrar.

Planet flyger nosen framåt för att det behöver skarp näsa skär luften. Men raketen, efter att den har kommit in i luftlöst utrymme, har inget att skära. Det finns inget i hennes väg. Och därför, efter att ha stängt av motorn, kan en raket i rymden flyga i vilken position som helst - både akterut och tumlande. Om motorn slås på igen under en sådan flygning, kommer den att trycka på raketen. Och här beror allt på vart nosen på raketen är riktad. Om den är framåt kommer motorn att trycka raketen och den kommer att flyga snabbare. Om den går bakåt kommer motorn att hålla tillbaka, sakta ner den och den kommer att flyga långsammare. Om raketen pekade nosen åt sidan, skulle motorn trycka den åt sidan, och den skulle ändra flygriktningen utan att ändra hastighet.

Samma motor kan göra vad som helst med en raket. Accelerera, bromsa, sväng. Allt beror på hur vi siktar eller orienterar raketen innan vi sätter på motorn.

På raketen, någonstans i svansen, finns små jetmotorer för attitydkontroll. De riktas med munstycken i olika riktningar. Genom att slå på och av dem kan du trycka raketens svans upp och ner, vänster och höger och på så sätt rotera raketen. Rikta hennes näsa åt vilket håll som helst.

Låt oss föreställa oss att vi måste flyga till månen och återvända. Vilka manövrar kommer detta att kräva?

Först och främst går vi in ​​i en cirkulär bana runt jorden. Här kan du vila genom att stänga av motorn. Utan att spendera ett enda gram dyrbart bränsle kommer raketen att kretsa runt jorden "tyst" tills vi bestämmer oss för att flyga vidare.

För att komma till månen måste du byta från en cirkulär bana till en mycket långsträckt elliptisk bana.

Vi riktar raketnosen framåt och sätter på motorn. Han börjar skingra oss. Stäng av motorn så snart hastigheten något överstiger 11 kilometer per sekund. Raketen gick in i en ny bana.

Det måste sägas att det är väldigt svårt att "träffa målet" i rymden. Om jorden och månen stod stilla, och det var möjligt att flyga i rymden i raka linjer, skulle saken vara enkel. Sikta - och flyg, håll målet "på kurs" hela tiden, som kaptener på sjöfartyg och piloter gör. Hastigheten spelar ingen roll där heller. Du kommer till platsen tidigare eller senare, vilken skillnad gör det? Men målet, "destinationshamnen", kommer inte att gå någonstans.

Det är inte så i rymden. Att ta sig från jorden till månen är ungefär detsamma som att snurra snabbt på en karusell, slå en flygande fågel med en boll. Döm själv. Jorden som vi lyfter från roterar. Månen - vår "målhamn" - står inte heller stilla, den flyger runt jorden och flyger en kilometer varje sekund. Dessutom flyger vår raket inte i en rak linje, utan i en elliptisk bana, och saktar gradvis ner dess rörelse. Dess hastighet var endast i början mer än elva kilometer per sekund, och sedan, på grund av jordens gravitation, började den minska. Och flygresan tar lång tid, flera dagar. Och samtidigt finns det inga landmärken runt omkring. Det finns ingen väg. Det finns inte och kan inte finnas någon karta, för det skulle inte finnas något att sätta på kartan - det finns ingenting runt omkring. En svärta. Bara stjärnorna är långt, långt borta. De är över oss och under oss, från alla håll. Och vi måste beräkna riktningen för vår flygning och dess hastighet på ett sådant sätt att vi i slutet av resan kommer fram till den avsedda platsen i rymden samtidigt som Månen. Om vi ​​gör ett misstag i hastighet kommer vi att vara sena till "datumet", månen väntar inte på oss.

För att nå målet, trots alla dessa svårigheter, finns det de mest komplexa instrumenten på jorden och på raketen. Elektroniska datorer verkar på jorden, hundratals observatörer, datorer, vetenskapsmän och ingenjörer arbetar.

Och trots allt detta kontrollerar vi ändå en eller två gånger på vägen om vi flyger rätt. Om vi ​​avviker lite så genomför vi, som man säger, en banakorrigering. För att göra detta orienterar vi raketen med näsan i önskad riktning och sätter på motorn i några sekunder. Han kommer att trycka raketen lite och korrigera dess flygning. Och så flyger den som den ska.

Att närma sig månen är inte heller lätt. Först måste vi flyga som om vi hade för avsikt att "missa" månen. För det andra, flyg "akterut först". Så fort raketen når månen sätter vi på motorn en stund. Han saktar ner oss. Under påverkan av månens gravitation vänder vi oss i dess riktning och börjar gå runt den i en cirkulär bana. Här kan du vila lite igen. Sedan börjar vi plantera. Återigen orienterar vi raketen "aktern först" och sätter återigen kort på motorn. Hastigheten minskar och vi börjar falla mot Månen. Inte långt från Månens yta sätter vi på motorn igen. Han börjar bryta vårt fall. Vi behöver räkna ut det på ett sådant sätt att motorn drar ner hastigheten helt och stoppar oss precis innan landning. Sedan kommer vi försiktigt, utan stötar, att gå ner till månen.

Återkomsten från månen pågår redan på ett välbekant sätt. Först lyfter vi in ​​i en cirkulär månbana. Sedan ökar vi hastigheten och går till en långsträckt elliptisk bana, längs vilken vi går mot jorden. Men att landa på jorden är annorlunda än att landa på månen. Jorden är omgiven av en atmosfär och luftmotstånd kan användas för att bromsa.

Det är dock omöjligt att krascha vertikalt i atmosfären. Om bromsningen är för kraftig kommer raketen att brinna i lågor, brinna ut och falla i bitar. Därför riktar vi den så att den kommer in i atmosfären på måfå. I det här fallet sjunker den inte ner i atmosfärens täta lager så snabbt. Vår hastighet minskar mjukt. På flera kilometers höjd öppnar sig fallskärmen – och vi är hemma. Det är så många manövrar en flygning till månen kräver.

För att spara bränsle använder designers flerstegsteknik även här. Till exempel hade våra raketer, som mjukt landade på månen och sedan tog tillbaka prover av månens jord, fem steg. Tre - för start från jorden och flyg till månen. Den fjärde är för att landa på månen. Och den femte - för att återvända till jorden.

Allt vi har sagt hittills har så att säga varit teori. Låt oss nu ta en mental utflykt till kosmodromen. Låt oss se hur det hela ser ut i praktiken.

De bygger raketer i fabriker. Där det är möjligt används de lättaste och mest hållbara materialen. För att göra raketen lättare försöker de göra alla dess mekanismer och all utrustning på den så "portabel" som möjligt. Raketen blir lättare - du kan ta med dig mer bränsle, öka nyttolasten.

Raketen förs till kosmodromen i delar. Den är monterad i en stor installations- och testbyggnad. Sedan bär en speciell kran - installatören - i liggande position raketen, tom, utan bränsle, till startrampen. Där lyfter han upp henne och sätter henne i upprätt läge. Raketen är omgiven på alla sidor av fyra stöd av uppskjutningssystemet så att den inte faller från vindbyar. Därefter förs servicegårdar med balkonger dit, så att teknikerna som förbereder raketen för uppskjutning kan komma nära vilken plats som helst. En tankmast med slangar genom vilka bränsle hälls i raketen, och en kabelmast med elkablar tas in för att kontrollera raketens alla mekanismer och instrument innan flygningen.

Rymdraketer är enorma. Vår allra första rymdraket, Vostok, var 38 meter hög, ungefär lika stor som en tiovåningsbyggnad. Och den största amerikanska sexstegsraketen, Saturn 5, som förde amerikanska astronauter till månen, hade en höjd på mer än hundra meter. Dess diameter vid basen är 10 meter.

När allt är kontrollerat och bränslepåfyllningen är klar tas servicestolarna, tankmast och kabelstativ bort.

Och här är början! Vid signal från ledningsposten börjar automatiken att fungera. Den tillför bränsle till förbränningskamrarna. Slår på tändningen. Bränslet antänds. Motorerna börjar snabbt få kraft och sätter mer och mer tryck på raketen underifrån. När de äntligen får full kraft och lyfter raketen fälls stöden tillbaka, släpper raketen och med ett öronbedövande vrål, som på en eldpelare, går den mot himlen.

Raketens flygning styrs dels automatiskt, dels med radio från jorden. Och om raketen bär ett rymdskepp med astronauter, då kan de själva kontrollera det.

Att kommunicera med raketen hela tiden till jordklotet Radiostationer finns. Trots allt kretsar raketen runt planeten, och det kan vara nödvändigt att kontakta den precis när den är "på andra sidan jorden".

Rocketry, trots sin ungdom, visar oss mirakel av perfektion. Raketer flög till månen och återvände tillbaka. De flög hundratals miljoner kilometer till Venus och Mars och gjorde mjuka landningar där. Bemannade rymdfarkoster utförde komplexa manövrar i rymden. Hundratals olika satelliter har skjutits upp i rymden med raketer.

Det finns många svårigheter på vägarna som leder ut i rymden.

För en mänsklig resa, säg till Mars, skulle vi behöva en raket av helt otroliga, monstruösa dimensioner. Mer storslagna havskepp som väger tiotusentals ton! Det finns inget att ens tänka på att bygga en sådan raket.

Till en början, när man flyger till närliggande planeter, kan dockning i rymden hjälpa. Enorma "långdistans" rymdskepp kan byggas demonterbara, från individuella länkar. Använd relativt små raketer, skicka dessa länkar in i samma "sammansättning"-bana nära jorden och docka där. Så du kan sätta ihop ett skepp i rymden som kommer att vara ännu större än raketerna som lyfte upp det i rymden bit för bit. Tekniskt sett är detta möjligt även idag.

Dockning gör dock inte erövringen av rymden mycket lättare. Mycket mer kommer att komma från utvecklingen av nya raketmotorer. Också reaktiva, men mindre glupska än de nuvarande flytande. Att besöka planeterna i vårt solsystem kommer att gå framåt kraftigt efter utvecklingen av elektriska och atomära motorer. Men den tid kommer när flyg till andra stjärnor, till andra solsystem Och då kommer du att behöva det igen ny teknologi. Kanske kommer forskare och ingenjörer då att kunna bygga fotonraketer. Med en "Fire Jet" kommer de att ha en otroligt kraftfull ljusstråle. Med en obetydlig förbrukning av substans kan sådana raketer accelerera till hastigheter på hundratusentals kilometer per sekund!

Rymdteknik kommer aldrig att sluta utvecklas. En person kommer att sätta sig själv fler och fler nya mål. För att uppnå dem måste vi komma med fler och mer avancerade raketer. Och efter att ha skapat dem, lägg ännu mer majestätiska mål!

Många av er kommer förmodligen att ägna er åt att erövra rymden. Lycka till på denna intressanta väg!

En kort historia om raketer

Allmän princip jetflygning, som utgjorde grunden för alla raketer, är enkel - någon del är separerad från kroppen och sätter allt annat i rörelse.

Det är okänt vem som var den första att implementera denna princip, men olika gissningar och gissningar för raketvetenskapens genealogi direkt tillbaka till Arkimedes. Vad som är känt med säkerhet om de första sådana uppfinningarna är att de aktivt användes av kineserna, som laddade dem med krut och skickade dem till himlen på grund av explosionen. Så skapade de den första fast bränsle raketer. Europeiska regeringar visade tidigt stort intresse för missiler

Andra raketbom

Raketer väntade i vingarna och väntade: på 1920-talet började den andra raketboomen, och den förknippas i första hand med två namn.

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, en självlärd forskare från Ryazan-provinsen, trots svårigheter och hinder, nådde själv många upptäckter, utan vilka det skulle ha varit omöjligt att ens prata om rymden. Idén om att använda flytande bränsle, Tsiolkovskys formel, som beräknar hastigheten som krävs för flygning baserat på förhållandet mellan de slutliga och initiala massorna, en flerstegsraket - allt detta är hans förtjänst. Till stor del under inflytande av hans verk skapades och formaliserades inhemsk raketvetenskap. I Sovjetunionen började sällskap och studiecirklar spontant uppstå jetdrift, inklusive GIRD - en grupp för studier av jetframdrivning, och 1933, under beskydd av myndigheterna, dök Jet Institute upp.

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky.
Källa: Wikimedia.org

Den andra hjälten i raketloppet är den tyske fysikern Wernher von Braun. Brown hade en utmärkt utbildning och ett livligt sinne, och efter att ha träffat en annan kändis av världens raketvetenskap, Heinrich Oberth, bestämde han sig för att lägga alla sina ansträngningar på att skapa och förbättra raketer. Under andra världskriget blev von Braun faktiskt far till rikets "vedergällningsvapen" - V-2-raketen, som tyskarna började använda på slagfältet 1944. Den "bevingade skräcken", som den kallades i pressen, ledde till förstörelse till många engelska städer, men lyckligtvis var nazismens kollaps redan vid den tiden en tidsfråga. Wernher von Braun, tillsammans med sin bror, bestämde sig för att kapitulera till amerikanerna, och som historien har visat var detta en lyckobiljett, inte bara och inte så mycket för vetenskapsmän, utan för amerikanerna själva. Sedan 1955 har Brown arbetat för den amerikanska regeringen och hans uppfinningar ligger till grund rymdprogram USA.

Men låt oss gå tillbaka till 1930-talet. Den sovjetiska regeringen uppskattade entusiasternas iver på vägen till rymden och bestämde sig för att använda den i sina egna intressen. Under krigsåren visade sig "Katyusha"-systemet vara utmärkt volley eld vem sköt raketer. Det var på många sätt ett innovativt vapen: Katyusha, baserad på en lätt lastbil från Studebaker, anlände, vände, sköt mot sektorn och gick, utan att tilläta tyskarna att komma till besinning.

Krigets slut gav vårt ledarskap en ny uppgift: amerikanerna visade världen all sin makt atombomb, och det blev ganska uppenbart att bara de som har något liknande kan hävda status som supermakt. Men det fanns ett problem. Faktum är att vi, förutom själva bomben, behövde leveransfordon som kunde kringgå USA:s luftförsvar. Flygplan var inte lämpliga för detta. Och Sovjetunionen bestämde sig för att förlita sig på missiler.

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky dog ​​1935, men han ersattes av en hel generation unga vetenskapsmän som skickade människan ut i rymden. Bland dessa forskare fanns Sergei Pavlovich Korolev, som var avsedd att bli sovjeternas "trumfkort" i rymdkapplöpningen.

Sovjetunionen började skapa sin egen interkontinental missil med all flit: institut organiserades, de bästa vetenskapsmännen samlades, ett forskningsinstitut för missilvapen och arbetet är i full gång.

Endast en kolossal ansträngning av ansträngning, resurser och sinnen gjorde det möjligt Sovjetunionen bygga sin egen raket, som fick namnet R-7, på kortast möjliga tid. Det var dess modifieringar som skickade Sputnik och Jurij Gagarin ut i rymden, det var Sergej Korolev och hans medarbetare som sköt upp rymdåldern mänskligheten. Men vad består en rymdraket av?

Raketdesign

Diagram över en tvåstegsraket.

Som ni vet är raketen fortfarande den snabbaste transporten på planeten jorden. Raketen har en ovanlig motor, som kallas jetmotor. Innan en raket lyfter fylls dess enorma tankar med raketbränsle. Vid start antänds bränslet, som vid förbränning förvandlas till het gas. Denna gas passerar genom munstycket (munstycket är ett smalt hål placerat i botten av raketen), med hög hastighet och bryter kraftfullt ut.

En kraftfull gasstråle träffar i en riktning och raketen flyger på grund av sin avvisande effekt i motsatt riktning.

All last är placerad högst upp på denna flerstegsraket. Den övre delen är täckt med en speciell flödande mössa, som kallas huvudkåpan. Varje steg är en oberoende raket, med bränsletankar inuti och motorer i svansen.

I starten slås den lägsta och mycket kraftfulla på, vars ansvar är att lyfta all vikt genom atmosfärens lager. När bränslet i den brinner helt, kopplas det nedre steget automatiskt bort som ett element som inte längre behövs och motorn i det andra steget, raketen, börjar fungera. Raketen accelererar snabbare och snabbare.

Och när det slutar i det andra mellansteget, slås motorn på det översta bärraketen på, och det nedre steget kopplas också bort. Slutligen accelererar den till den första flykthastigheten och går in i jordens omloppsbana, där den redan rör sig självständigt.

Stegen som har ramlat av gör det inte, på grund av friktion med atmosfären blir de upphettade till en sådan grad att de helt brinner ut. Själva bärraketen, rymdfarkosten, är uppdelad i två delar: nedstigningsmodulen och instrumentfacket. Nedstigningsmodulen innehåller astronauter som arbetar, vilar och sover där.

Och i instrumentfacket finns ett bromsande framdrivningssystem, med vars hjälp fartyget går tillbaka till marken. Det finns också instrument som astronauter forskar med.

Raketer stiger upp i rymden genom att bränna flytande eller fasta bränslen. När de antänds i höghållfasta förbränningskammare frigörs dessa bränslen, vanligtvis bestående av ett bränsle och ett oxidationsmedel. stor mängd värme, skapar mycket högt tryck, under påverkan av vilka förbränningsprodukter rör sig mot jordens yta genom expanderande munstycken.

Eftersom förbränningsprodukter rinner ner från munstyckena stiger raketen uppåt. Detta fenomen förklaras av Newtons tredje lag, enligt vilken det för varje handling finns en lika och motsatt reaktion. Eftersom motorerna är flytande bränsle Enklare att kontrollera än fasta raketer, de används ofta i rymdraketer, särskilt Saturn V-raketen som visas till vänster. Denna trestegsraket bränner tusentals ton flytande väte och syre för att driva rymdfarkosten i omloppsbana.

För att stiga snabbt måste raketens dragkraft överstiga dess vikt med cirka 30 procent. Dessutom, om en rymdfarkost ska gå in i låg omloppsbana om jorden, måste den nå en hastighet på cirka 8 kilometer per sekund. Raketernas dragkraft kan nå flera tusen ton.

1. Fem motorer i det första steget lyfter raketen till en höjd av 50-80 kilometer. Efter att det första stegets bränsle har förbrukats, kommer det att separera och andra stegets motorer slås på.
2. Cirka 12 minuter efter lanseringen levererar det andra steget raketen till en höjd av mer än 160 kilometer, varefter den separeras med tomma tankar. Utrymningsblossen lossnar också.
3. Accelererad av en enda tredjestegsmotor driver raketen Apollo-rymdfarkosten in i en tillfällig lågomloppsbana om jorden på en höjd av cirka 320 kilometer. Efter en kort paus startar motorerna igen, vilket ökar rymdfarkostens hastighet till cirka 11 kilometer per sekund och pekar den mot månen.

Den första F-1-motorn förbränner bränsle och släpper ut förbränningsprodukter i miljön.

Efter uppskjutning i omloppsbana får rymdfarkosten Apollo en accelererande impuls mot månen. Det tredje steget separeras sedan och rymdfarkosten, bestående av kommando- och månmodulerna, går in i en 100 kilometer lång bana runt månen, varefter månmodulen landar. Efter att ha levererat astronauterna som har besökt månen till kommandomodulen separeras månmodulen och slutar fungera.